九江學(xué)院《電動力學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁九江學(xué)院

《電動力學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、對于磁場的安培環(huán)路定理，以下關(guān)于其內(nèi)容和應(yīng)用中的注意事項，哪一個是準(zhǔn)確的？（）A.安培環(huán)路定理指出，在穩(wěn)恒磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿任何閉合回路的線積分等于穿過該回路所包圍面積的電流代數(shù)和的μ0倍，但該定理不能用于求解非對稱電流分布產(chǎn)生的磁場B.安培環(huán)路定理適用于任何磁場，只要知道回路所包圍的電流，就可以直接求出磁感應(yīng)強(qiáng)度C.應(yīng)用安培環(huán)路定理時，不需要考慮磁場的對稱性和電流的分布情況D.安培環(huán)路定理中的電流必須是傳導(dǎo)電流，不包括位移電流2、對于簡諧振動的能量，一個做簡諧振動的系統(tǒng)，其能量與振幅的平方成正比。當(dāng)振幅增大時，以下哪個物理量也會增大？（）A.振動周期B.振動頻率C.振動速度的最大值D.振動的初相位3、在波動光學(xué)的領(lǐng)域，考慮一束相干光通過雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時保持其他條件不變。以下關(guān)于干涉條紋間距的變化，哪一項分析是不正確的？（）（）A.條紋間距會變小，因?yàn)殡p縫間距與條紋間距成反比B.可以通過雙縫干涉的公式來定量計算條紋間距的變化C.光的波長不變的情況下，雙縫間距增大必然導(dǎo)致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強(qiáng)度無關(guān)4、在光學(xué)的干涉現(xiàn)象研究中，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)具有重要意義。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光垂直入射，相鄰明條紋之間的間距Δx與上述各量之間的關(guān)系是怎樣的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D5、在電場的高斯定理的理解中，關(guān)于其表述和適用條件，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.電場的高斯定理表明，通過任意閉合曲面的電通量等于該閉合曲面所包圍的電荷量除以真空電容率，只適用于靜電場B.高斯定理適用于任何電場，包括變化的電場，但對于非對稱的電場，應(yīng)用高斯定理求解電場強(qiáng)度比較困難C.電場的高斯定理可以直接求出任意電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度，不需要考慮電場的對稱性D.高斯定理只適用于均勻電場，對于非均勻電場無法應(yīng)用6、在相對論中，時間膨脹效應(yīng)表明運(yùn)動的時鐘會變慢。如果一個飛船以0.8c的速度（c為光速）飛行，地球上的觀察者測量飛船上的時間流逝速度與地球上的時間流逝速度之比是多少？（）A.0.6B.0.8C.5/3D.3/57、在相對論中，當(dāng)一個物體的運(yùn)動速度接近光速時，以下哪個物理量會變得接近于無窮大？（）A.物體的質(zhì)量B.物體的動能C.物體的動量D.物體的勢能8、在狹義相對論中，長度收縮和時間膨脹效應(yīng)是令人驚奇的現(xiàn)象。以下關(guān)于長度收縮和時間膨脹的描述，不準(zhǔn)確的是？（）A.運(yùn)動的物體在運(yùn)動方向上長度會收縮B.運(yùn)動的時鐘會變慢，即時間膨脹C.長度收縮和時間膨脹效應(yīng)只在接近光速時才明顯D.長度收縮和時間膨脹是相對的，取決于觀察者的參考系9、在量子力學(xué)中，對于一個微觀粒子的波函數(shù)，其滿足薛定諤方程。以下關(guān)于薛定諤方程的求解和應(yīng)用，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.薛定諤方程的解可以給出粒子的可能狀態(tài)B.求解過程通常需要特定的邊界條件C.對于復(fù)雜的系統(tǒng)，精確求解薛定諤方程往往很困難D.薛定諤方程只適用于非相對論情況10、在剛體力學(xué)中，轉(zhuǎn)動慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動特性的重要物理量。以下關(guān)于轉(zhuǎn)動慣量的決定因素，不準(zhǔn)確的是？（）A.與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)B.與轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān)C.質(zhì)量越大，轉(zhuǎn)動慣量一定越大D.對于形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的剛體，可以通過公式計算轉(zhuǎn)動慣量11、對于近代物理實(shí)驗(yàn)中的光電效應(yīng)，以下關(guān)于其實(shí)驗(yàn)規(guī)律和愛因斯坦光電方程的解釋，哪一項是恰當(dāng)?shù)?？（）A.光電效應(yīng)中，光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度成正比，與入射光的頻率無關(guān)，愛因斯坦光電方程無法解釋這一現(xiàn)象B.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律包括存在截止頻率、光電子的瞬時發(fā)射等，愛因斯坦光電方程成功地解釋了這些規(guī)律，指出光具有粒子性C.光電效應(yīng)表明光只是一種電磁波，其能量連續(xù)分布，與入射光的強(qiáng)度和頻率都成正比D.愛因斯坦光電方程雖然能夠解釋光電效應(yīng)的部分現(xiàn)象，但存在諸多缺陷，需要進(jìn)一步修正12、在研究簡諧振動時，一個質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動周期的變化，哪一項判斷是不準(zhǔn)確的？（）A.振動周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關(guān)13、在電磁學(xué)中，對于一個平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時保持極板上的電荷量不變。以下關(guān)于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項說法是不正確的？（）（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時，電容減小會導(dǎo)致電壓降低D.可以通過電容的定義式和決定式來分析電壓的變化14、在熱學(xué)中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過程，以下哪個物理量不變？（）A.溫度B.內(nèi)能C.壓強(qiáng)D.熵15、在量子場論的初步介紹中，關(guān)于場的量子化和粒子的產(chǎn)生與湮滅，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.量子場論認(rèn)為場是連續(xù)的，不存在粒子的產(chǎn)生和湮滅過程B.場的量子化使得粒子可以在真空中自發(fā)地產(chǎn)生和消失，這與能量守恒定律相矛盾C.量子場論通過對場進(jìn)行量子化處理，成功解釋了粒子的產(chǎn)生與湮滅現(xiàn)象，并且與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符D.粒子的產(chǎn)生與湮滅只在微觀尺度上發(fā)生，對宏觀物理現(xiàn)象沒有任何影響16、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個匝數(shù)為N、面積為S的線圈在均勻磁場B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω217、在熱力學(xué)的研究中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內(nèi)能、溫度和壓強(qiáng)都發(fā)生了變化。以下關(guān)于這些變化的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.氣體內(nèi)能減小，因?yàn)榻^熱膨脹對外做功B.溫度降低，因?yàn)閮?nèi)能減小C.壓強(qiáng)減小，且與體積成反比D.氣體對外做功的值等于內(nèi)能的減少量18、在相對論的框架下，一個高速運(yùn)動的粒子的質(zhì)量會隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.質(zhì)量增加的幅度越來越大，趨向于無窮大B.可以通過相對論質(zhì)量公式來定量計算質(zhì)量的變化C.速度越接近光速，質(zhì)量增加越緩慢D.質(zhì)量的變化與粒子的靜止質(zhì)量和速度有關(guān)19、在狹義相對論中，時間膨脹效應(yīng)會導(dǎo)致高速運(yùn)動的時鐘走得比靜止時鐘慢。如果一個飛船以接近光速的速度飛行，地球上觀測到飛船上的時間流逝與地球上的時間流逝相比如何？（）A.飛船上的時間流逝更慢B.飛船上的時間流逝更快C.兩者時間流逝相同D.取決于飛船的飛行方向20、在狹義相對論中，同時的相對性是一個重要的概念。以下關(guān)于同時的相對性的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系中可能不同時發(fā)生B.同時的相對性是光速不變原理的必然結(jié)果C.同時的相對性只在高速運(yùn)動的情況下才明顯，低速時可以忽略D.同時的相對性意味著不存在絕對的同時性二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，克勞修斯不等式是判斷熱力學(xué)過程方向的重要依據(jù)。請解釋克勞修斯不等式的內(nèi)容和物理意義，說明如何運(yùn)用克勞修斯不等式來判斷一個熱力學(xué)過程是否可逆，并舉例說明其在實(shí)際熱力學(xué)過程分析中的應(yīng)用。2、（本題5分）分析安培力的計算公式及方向判斷方法，探討安培力在電磁學(xué)中的作用。3、（本題5分）在波動學(xué)中，解釋波的疊加原理在多個波源情況下的應(yīng)用？三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子，以速度v沿與半徑成θ角的方向射入磁場。已知磁場強(qiáng)度B、粒子電荷量q、質(zhì)量m、速度v和角度θ，求粒子在磁場中的運(yùn)動時間和軌道半徑。2、（本題5分）一理想氣體進(jìn)行絕熱自由膨脹，體積從V1增大到V2。已知該氣體的初始溫度為T1，摩爾熱容比為γ。計算氣體膨脹后的溫度T2，并分析此過程中內(nèi)能、熵的變化。3、（本題5分）在一個折射率為n的三棱鏡中，一束光線從一個側(cè)面入射，入射角為i，折射光線從另一個側(cè)面射出，折射角為r。已知三棱鏡的折射率n、入射角i，求折射角r以及光線在三棱鏡內(nèi)的傳播時間。4、（本題5分）一根長為L、質(zhì)量為M的均勻細(xì)桿，可繞一端的水平軸O轉(zhuǎn)動。初始時細(xì)桿處于水平位置，然后由靜止釋放。已知細(xì)桿對O軸的轉(zhuǎn)動慣量為J=1/3ML2，求細(xì)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時的角速度和角加速度。5、（本題5分）一簡諧波的波函數(shù)為y=A*cos(kx-ωt